气相法纳米粉体生产中的气固分离系统及分离方法技术方案

本发明专利技术提供一种气相法纳米粉体生产中的气固分离系统及分离方法，气固混合物管道与旋风分离器连接，旋风分离器底部与产品缓冲罐连接，产品缓冲罐经文丘里输送器一与脱酸炉连接，脱酸炉与文丘里输送器二去产品料仓。脱酸炉顶部经管道与旋风分离器连接。旋风分离器顶部经管道与分离缓冲罐连接，分离缓冲罐底部经文丘里输送器三与旋风分离器连接。分离缓冲罐顶部经管道与换热器连接后再与布袋除尘器连接，布袋除尘器连接至洗涤吸收装置。布袋除尘器底部经文丘里输送器四与分离缓冲罐连接。本发明专利技术采用在旋风分离器底部加装产品缓冲罐的方式，便于粉体的沉降和分离，粉体中夹带的酸气大幅减小，产品在后续设备脱酸炉中的脱酸效果明显。

Gas-solid separation system and separation method in gas phase nano powder production

The invention provides a gas-solid separation system and a separation method in the production of gas-phase nano-powder. The gas-solid mixture pipeline is connected with a cyclone separator, the bottom of the cyclone separator is connected with a product buffer tank, the product buffer tank is connected with a deacidification furnace through a Venturi conveyor, and the deacidification furnace and a Venturi conveyor are connected with a product bin. The top of the deacidification furnace is connected with the cyclone separator through the pipeline. The top of the cyclone separator is connected with the separating buffer tank through pipeline, and the bottom of the separating buffer tank is connected with the cyclone separator through Venturi conveyor 3. The top of the separating buffer tank is connected with the heat exchanger through a pipe and then with the bag filter, which is connected with the washing absorption device. The bottom of the bag filter is connected with the separating buffer tank four. The method of adding a product buffer tank at the bottom of the cyclone separator facilitates the settling and separation of the powder, greatly reduces the acid gas entrained in the powder, and the acid removal effect of the product in the subsequent equipment deacidification furnace is obvious.

【技术实现步骤摘要】
气相法纳米粉体生产中的气固分离系统及分离方法
本专利技术提供一种气固分离装置，具体为白炭黑气相法制备过程中产生的气固混合物的分离装置及分离方法。现有技术气相法纳米粉体制备一般是采用卤化物如四氯化硅、甲基三氯硅烷、四氟化硅、四氯化钛、氯化铝等为主要原料，在高温下进行水解缩聚反应而制得氧化物粉体材料。其反应原理如下：MClx+H2+O2→M2Ox+HCl由反应式可知，在反应过程中将生成氯化氢或者氟化氢气体，这些气体容易吸附在氧化物粉体材料表面而使得它们具有较强的酸性，从而影响了它们的应用。而氟化氢气体对生产影响更是严重，我们知道，氢氟酸很容易与二氧化硅发生反应，所以如果不及时把氟化氢气体和二氧化硅粒子分离，将影响二氧化硅产品的收率。所以在气相法纳米粉体生产中的气固分离系统的设计，对后续工艺的影响非常大，尤其采用四氟化硅生产气相二氧化硅的工艺中，气固分离系统至关重要。现有的气相法纳米粉体气固分离系统设备主要包括旋风分离器、文丘里输送器、脱酸炉、布袋除尘器；正常工作流程是从前端过来的高温气固混合物先进入旋风分离器进行气固分离，分离后的粉体沉积在旋风分离器的底部被文丘里送至脱酸炉脱酸,脱酸后的产品被送入产品料仓，脱酸炉顶部的尾气夹带少量粉体被送入布袋除尘器；从旋风分离器顶部出来的气体夹带少量粉体进入布袋除尘器，在布袋除尘器里进行进一步的分离,布袋除尘器底部沉积下的粉体通过文丘里送至旋风分离器进行重新气固分离,从布袋除尘器出来的气体进入尾气洗涤吸收单元。该系统存在以下缺陷：1.由于系统的波动,旋风分离器底部的文丘里送料能力受到影响，送料大时会将旋风分离器中的酸气抽到脱酸炉中，影响脱酸炉的脱酸效果；送料小时会导致旋风分离器中积料，影响旋风分离器的分离效率，旋风分离器分离效率下降后会加重后续设备布袋除尘器的工作负荷，增加整个系统的阻力，引起生产系统的不稳定。2.当布袋除尘器阻力上升时，为了保证生产的稳定，一般会加大底部文丘里送料，但是这样会导致旋风分离器进口气量加大，势必会导致旋风分离器的分离效率下降，更多的粉尘会从旋风分离器出口进入布袋除尘器，引起布袋的负荷增加,形成恶性循环。3.从旋风分离器顶部出来的尾气和脱酸炉顶部出来的尾气混合后一起进入布袋除尘器,旋风分离器出口尾气温度在170-200度之间，脱酸炉尾气温度在300-350度之间，由于流程短,两股尾气混合后温度维持在180～220度之间，高温气体进入布袋除尘器以后对滤袋的使用寿命造成了影响，滤袋的使用周期降低，维护成本增加。
技术实现思路
本专利技术提供一种新的气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，克服了传统分离系统的缺陷，提高了分离效率和生产的稳定性，降低生产成本。下面结合图进行说明：气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，气固混合物管道与旋风分离器连接，旋风分离器底部与产品缓冲罐连接，产品缓冲罐经文丘里输送器一与脱酸炉连接，脱酸炉与文丘里输送器二去产品料仓。所述的脱酸炉顶部经管道与旋风分离器连接。旋风分离器顶部经管道与分离缓冲罐连接，分离缓冲罐底部经文丘里输送器三与旋风分离器连接。所述的分离缓冲罐顶部经管道与换热器连接后再与布袋除尘器连接，布袋除尘器连接至洗涤吸收装置。所述的布袋除尘器底部经文丘里输送器四与分离缓冲罐连接。一种所述的气相法纳米粉体生产中的气固分离系统进行气固分离方法，包括如下步骤：(1)从前端过来的高温气相法白炭黑气固混合物(温度为170-200℃)先进入旋风分离器进行气固分离，分离的粉体由于重力作用沉积到旋风分离器下面的产品缓冲罐中，后被文丘里输送器送至脱酸炉中对粉体进行脱酸，脱酸炉中的粉体完成脱酸后被文丘里输送器送至产品料仓；(2)脱酸炉顶部含有少量粉体的尾气被重新送入旋风分离器进行分离，从旋风分离器顶部出来的气体引入分离缓冲罐，在分离缓冲罐中粉体由于重力作用沉积在缓冲罐底部，被文丘里输送器重新送至旋风分离器进行分离；(3)从分离缓冲罐顶部出来的气体经过换热器换热后进入布袋除尘器，在布袋除尘器内对气体中夹带的少量粉体进行过滤，过滤后的尾气被送入尾气洗涤吸收单元，布袋底部沉积的粉体被文丘里输送器送至分离缓冲罐进行沉淀分离，即可完成气固分离。采用本专利技术的技术方案具有如下有益效果：1.本专利技术采用在旋风分离器底部加装产品缓冲罐的方式，便于粉体的沉降和分离，由于分离效果明显，文丘里输送器一工作的连续性得到保证，粉体中夹带的酸气大幅减小，产品在后续设备脱酸炉中的脱酸效果明显，产品pH值得到明显提升。2.本专利技术在旋风分离器和布袋除尘器之间加装了分离缓冲罐，从旋风分离器1出来的气体中夹带的粉体很大部分会在分离缓冲罐中沉积，减小了后续布袋除尘器的工作负荷，保证了布袋除尘器的运行周期。3.本专利技术在布袋除尘器前加装了换热器，通过在线温度仪控制了进入布袋除尘器的气体温度，使布袋除尘器中四氟滤袋的使用寿命得到保障，不用频繁更换滤袋,降低了生产成本。附图说明图1为一种用于气相法纳米粉体制备的气固分离系统，该系统由旋风分离器1,产品缓冲罐2，文丘里输送器一3，脱酸炉4，文丘里输送器二5，分离缓冲罐6，文丘里输送器三7，布袋除尘器8，文丘里输送器四9，换热器10组成。具体实施方式实施例1气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，气固混合物管道与旋风分离器1连接，旋风分离器1底部与产品缓冲罐2连接，产品缓冲罐2经文丘里输送器一3与脱酸炉4连接，脱酸炉4与文丘里输送器二5去产品料仓。脱酸炉4顶部经管道与旋风分离器1连接。旋风分离器1顶部经管道与分离缓冲罐6连接，分离缓冲罐6底部经文丘里输送器三7与旋风分离器1连接。分离缓冲罐6顶部经管道与换热器连接后再与布袋除尘器8连接，布袋除尘器8连接至洗涤吸收装置。布袋除尘器8底部经文丘里输送器四9与分离缓冲罐6连接。从前端过来的高温气相法纳米粉体气固混合物(180℃)先进入旋风分离器1进行气固分离，分离的粉体由于重力作用沉积到旋风分离器下面的产品缓冲罐2中，后被文丘里输送器一3送至脱酸炉4中对粉体进行脱酸，脱酸炉中的粉体完成脱酸后被文丘里输送器二5送至产品料仓；脱酸炉顶部含有少量粉体的尾气被重新送入旋风分离器1进行分离；从旋风分离器1顶部出来的气体被引入分离缓冲罐6，在分离缓冲罐中粉体由于重力作用沉积在缓冲罐底部，被文丘里输送器三7重新送至旋风分离器进行分离；从分离缓冲罐顶部出来的气体经过换热器10换热后进入布袋除尘器8，在布袋除尘器内对气体中夹带的少量粉体进行过滤，过滤后的尾气被送入尾气洗涤吸收单元，布袋底部沉积的粉体被文丘里输送器9送至分离缓冲罐6进行沉淀分离。实施例2从前端过来的高温气相法白炭黑气固混合物(180℃)先进入旋风分离器1进行气固分离，分离的白炭黑由于重力作用沉积到旋风分离器下面的白炭黑缓冲罐2中，后被文丘里输送器一3送至脱酸炉4中对粉体进行脱酸，脱酸炉中的白炭黑粉体完成脱酸后被文丘里输送器二5送至产品料仓，得到合格的气相白炭黑成品；脱酸炉顶部含有少量白炭黑粉体的尾气被重新送入旋风分离器1进行分离；从旋风分离器1顶部出来的气体被引入分离缓冲罐6，在分离缓冲罐中白炭黑粉体由于重力作用沉积在缓冲罐底部，被文丘里输送器三7重新送至旋风分离器进行分离；从分离缓冲罐顶部出来的气体经过换热器10换热后进入布袋除尘器8，在布袋除尘器内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，其特征在于，气固混合物管道与旋风分离器（1）连接，旋风分离器（1）底部与产品缓冲罐（2）连接，产品缓冲罐（2）经文丘里输送器一（3）与脱酸炉（4）连接，脱酸炉（4）与文丘里输送器二（5）去产品料仓。

【技术特征摘要】
1.气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，其特征在于，气固混合物管道与旋风分离器（1）连接，旋风分离器（1）底部与产品缓冲罐（2）连接，产品缓冲罐（2）经文丘里输送器一（3）与脱酸炉（4）连接，脱酸炉（4）与文丘里输送器二（5）去产品料仓。2.权利要求1所述的气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，其特征在于，脱酸炉（4）顶部经管道与旋风分离器（1）连接。3.权利要求1所述的气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，其特征在于，旋风分离器（1）顶部经管道与分离缓冲罐（6）连接，分离缓冲罐（6）底部经文丘里输送器三（7）与旋风分离器（1）连接。4.权利要求3所述的气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，其特征在于，分离缓冲罐（6）顶部经管道与换热器连接后再与布袋除尘器（8）连接，布袋除尘器（8）连接至洗涤吸收装置。5.权利要求4所述的气相法纳米粉体生产中的气固分离系统，其特征在于，布袋除尘...

【专利技术属性】
技术研发人员：段先健，吴春蕾，卞春丽，李政法，
申请(专利权)人：广州吉必盛科技实业有限公司，湖北兴发化工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44